公路隧道病害成因分析與治理措施
2015-07-13
?。保匪淼啦『Τ梢蚍治?br />
1.1公路隧道滲漏水
近年來，隨著我國公路隧道施工技術(shù)的飛速發(fā)展，在隧道建設方面取得了優(yōu)異的成績，但絕大部分隧道仍有不同程度的滲漏，有些隧道的滲漏狀況相當嚴重。隧道滲漏水是因為修筑隧道損害了山體原始的水系統(tǒng)均衡，隧道成為所穿越山體附近地下水集聚的通道。在工程勘測設計中對其工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況了解得不夠仔細，對襯砌周圍地下水源、水量、流向及水質(zhì)勘察不全；有時還缺乏反映防水材料性能的室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)和對結(jié)構(gòu)抗?jié)B、抗腐蝕的具體要求。
1.2襯砌裂損
襯砌裂損變形的主要危害有：(1)降低襯砌結(jié)構(gòu)對圍巖的承載能力；(2)使隧道凈空變小，侵入建筑限界，影響車輛安全通過；(3)拱部襯砌掉塊，影響行車和人身安全；(4)裂縫漏水，造成洞內(nèi)設施銹蝕，嚴寒和寒冷地區(qū)產(chǎn)生凍害；(5)在運營條件下對裂損襯砌進行大修整治，施工與運輸互相干擾，費用增大。
1.3襯砌腐蝕病害
復合性侵蝕包含了上述兩種侵蝕的特性。隧道襯砌的物理性腐蝕：包括凍融交替凍脹性裂損干濕交替鹽類結(jié)晶性脹裂損壞。受強侵蝕部位，表現(xiàn)為隧道拱部、邊墻、側(cè)溝等滲水(干濕交替)硫酸鹽結(jié)晶腐蝕處所，沿裂縫呈條帶狀、或分散的滲水點呈蜂窩洞穴狀，析出芒硝、石膏結(jié)晶，結(jié)構(gòu)進一步疏松、潰散、露石、脫落。
2.公路隧道病害治理措施
2.1公路隧道防排水技術(shù)
公路隧道的防排水體系設計具有圈層構(gòu)造，可用“一堵兩排兩防”來概括：既一圈圍巖注漿堵水。噴射混凝土與防水層間、防水層與襯砌間兩圈排水，防水層與襯砌混凝土兩層防水。
2.2圍巖注槳堵水
圍巖注漿堵水既可在隧道開挖前從地表鉆孔實施，也可在隧道開挖后通過徑向或超前向圍巖鉆孔注漿來完成。隧道圍巖注漿施工工藝包括四個方面的內(nèi)容：注漿材料的選擇、注漿漿液、注漿參數(shù)、注漿施工。選擇注漿材料時，要考慮下列各點：漿液在受壓的巖層中具有良好的滲入性。即在一定的壓力下，能滲到一定寬度的裂縫或空洞中。漿液凝結(jié)成結(jié)石后，應具有一定強度和粘結(jié)力。注漿孔數(shù)目及其布置直接影響注漿效果和成本。布孔時應根據(jù)設備能力、地下水情況、漿液有效擴散半徑、巖層裂隙狀態(tài)、偏斜率和注漿孔密度等條件，采用作圖與計算相結(jié)合的方法，進行反復比較后來確定。注漿孔宜長短結(jié)合呈傘形輻射狀，其傾斜角度隨注漿段長度而異。具體布置時，應根據(jù)涌水方向、滲水及地質(zhì)情況進行調(diào)整。裂隙愈密小，孔數(shù)應增多；反之可以減少。注漿泵壓力低，孔數(shù)也應適當增多。注漿方式有分段注漿和全段注漿。分段注漿的順序有上行式和下行式。施工時應根據(jù)鉆孔出水情況、裂隙發(fā)育程度和注漿設備能力等確定注漿方式。
2.3噴射混凝土土與防水層間的排水
目前防水卷材的鋪設工藝有三種：無釘熱合鋪設法、有釘冷粘鋪設法、多點復合免釘穿鋪設法。無釘熱合鋪設法。塑料墊片和防水板為同質(zhì)材料，固定防水板時，電烙鐵從防水板表面加熱防水板和墊片，經(jīng)過加熱，防水板先處于熔融狀態(tài)，然后由于熱傳導，墊片才進入熔融狀態(tài)，最后使二者融合。一般墊片的熔點要低于防水板的熔點，這樣可以防止防水板“過熱”。有釘冷粘鋪設法：固定防水板時，先采用射釘槍固定塑料墊片，塑料墊片外壓防水卷材，卷材墊片間的粘接采用卷材廠家提供的專用膠，可冷涂施工。最后用比固定塑料墊片稍大的卷材塊涂膠后修補射釘孔。這種工藝特點是防水卷材鋪成的表面留有釘疤，接茬時用膠冷粘。
2.4防水層與二次襯砌間的排水
防水層與二次襯砌間的排水也很重要。目前隧道防排水體系大都采用止水條及可排水橡膠止水帶。遇水膨脹止水條是以改性橡膠為主要原料而制成的一種新型條狀防水材料。改性后的橡膠除了保持原有橡膠防水制品優(yōu)良的彈性、延展性、密封性外，還具有遇水膨脹的特性?？膳潘顾畮且环N復合橡膠產(chǎn)品，相對于傳統(tǒng)的止水帶，它增加了繞道、排水通道、止?jié){濾水帶和翼緣等一些構(gòu)造，使之具備了堵水、排水兩項功能。止水帶的下部必須與排水管連接牢靠、暢通。只有這樣，才能保證滲漏水順暢的進入縱向排水管排出洞外。避免在施工時截斷止水帶。應當盡量做到一條工作縫一條止水帶，避免搭接，這樣可以避免接頭位置的安裝缺陷。
2.5襯砌裂損和腐蝕病害治理裂縫整修
小裂縫，又無滲水，可用水泥漿嵌補，或先鑿槽后再用1：1水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿涂抹。為防止砂漿固結(jié)后收縮，可在制備砂漿時加入10%～17%微膨脹劑。裂損嚴重，拱圈有多道裂縫，部分失去承載能力，原則上拆除重建，一般用錨網(wǎng)噴或噴射早強鋼釬維混凝土。開裂嚴重，但拱圈基本形狀無較大變形時，可采用素噴或網(wǎng)噴混凝土整治。2）襯砌背后空洞壓漿。壓漿可以填充拱背(墻背)空隙，約束襯砌變形，固結(jié)穩(wěn)定襯砌背后松散圍巖，填充襯砌裂縫空隙，壓漿填充拱背空隙，可以改善襯砌受力狀態(tài)。隧道壓漿耗費水泥量較大，為了節(jié)省水泥用量，可選用水泥粉煤灰砂漿、水泥沸石粉砂漿、水泥粘土砂漿等可灌性好，抗?jié)B性、耐腐蝕性較好的廉價材料。3）路基的穩(wěn)定處理。路基既是傳力結(jié)構(gòu)又是受力結(jié)構(gòu)，路基不穩(wěn)定直接影響仰拱的穩(wěn)定性。易風化泥化的泥質(zhì)巖類隧底，排水不良，路基容易損壞，產(chǎn)生翻漿冒泥病害，一般采用改建加深側(cè)溝或建深側(cè)溝的方法整治。加深排水溝，疏干地下水，消除路基軟化。對已軟化的路基。
2.6襯砌腐蝕病害治理
隧道襯砌防腐蝕措施，應首先從搞好勘測設計著手，掌握隧道工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，查明環(huán)境水含侵蝕性介質(zhì)的來源和成分，在正確判定其對襯砌混凝土侵蝕的程度地基礎上，因地制宜地采取防治措施。產(chǎn)生腐蝕的三個要素是：①腐蝕介質(zhì)的存在；②易腐蝕物質(zhì)的存在；③地下水的存在具有活動性。針對隧道腐蝕產(chǎn)生的原因和條件，對公路隧道侵蝕采取的防治措施主要有：①提高混凝土的密實性和襯砌的整體性；②外摻加料法；③選用耐侵蝕水泥；④加強襯砌外排水措施；使用密實的與混凝土不起化學反應的材料在襯砌外表面做隔離防水層；⑤采用與侵蝕性環(huán)境水不起化學反應的天然石料砌筑襯砌；⑥向襯砌背后壓注防蝕漿液；⑦使用防腐蝕混凝土。
3.結(jié)語
總之，高速公路隧道病害防治對整個高速公路隧道運行起著至關(guān)重要的作用，論文結(jié)合筆者實際經(jīng)驗，總結(jié)了公路隧道結(jié)構(gòu)病害成因、并對防治對策進行了較深入全面的研究，希望對實際工程提供參考。
